水泥窯協同處置廢棄物標準化介紹

劉 晨

（中國建筑材料科學研究總院，北京 100024）

0 序 言

中國城市化、城鎮化建設進程加快，如何處理海量城市生活垃圾成為許多城市面臨的共同難題。據統計，中國歷年垃圾存量已達60億噸，占用耕地5億平方米，每年還要新產生2億噸城市生活垃圾，并以每年5%～8%的速率增長，全國660個城市有200個陷入垃圾包圍之中，城市垃圾處理迫在眉睫。相比于傳統的填埋、焚燒等垃圾處理方式，利用水泥窯協同處置生活垃圾具有“集約、經濟、安全、可靠、節能、環保”等獨特優勢。該技術充分利用了現有的水泥生產系統，只需建設生活垃圾預處理系統，體現了集約化的經濟投資和生產運行優勢。水泥窯系統高溫可達1 400℃，煅燒時間長達20min～30min，燃燒充分、徹底，且窯內部為堿性環境，更易處理危廢和生活垃圾，因此在充分消化廢棄物的同時，無二次污染產生；焚燒產生的殘渣和熱量直接回用于生產，使垃圾兼用作部分水泥替代燃料和原料，實現了資源的合理搭配和有效利用；協同處置技術解決了其他技術的遺留、連帶問題，充分發揮了經濟環保優勢。

國家政策也在大力推行水泥窯協同處置城市垃圾，比如《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》（國發[2013] 5號）、《國務院關于化解產能嚴重過剩矛盾的指導意見》（國發[2013] 41號，實施《關于促進生產過程協同資源化處理城市及產業廢棄物工作的意見》（發改環資[2014] 884號），推動化解水泥產能嚴重過剩矛盾，推進水泥窯協同處置城市生活垃圾，促進水泥行業降低能源資源消耗，建設資源節約型和環境友好型水泥企業，實現水泥行業轉型升級、綠色發展。工業和信息化部、住房城鄉建設部、發展改革委、科技部、財政部、環境保護部也在2015年5月聯合開展了水泥窯協同處置生活垃圾試點及評估工作。試點工作的目標為，強化對試點生產線的技術、經濟和污染控制水平進行評估，科學、客觀地分析水泥窯協同處置技術現狀及存在的問題，解決水泥窯協同處置生活垃圾面臨的技術、裝備、標準、政策等突出問題，規范技術工藝路線，提高技術裝備水平，建立標準體系，探索運營模式，為“十三五”科學推進利用水泥窯協同處置生活垃圾奠定基礎。

畢竟，城市垃圾與一般的尾礦等廢棄物不同，具有一定的污染性。如何能規范地進行協同處置，推進水泥窯協同處置生活垃圾，使負面影響減到最小，是標準化工作的重中之重。

1 水泥行業協同處置廢棄物的基本原則

GTZ/Holcim在2006年就提出了《水泥行業協同處置廢棄物的基本原則》，同樣適用于城市垃圾，對于我國相關標準的制修訂也有重要借鑒意義，見表1。

2 水泥窯協同處置廢物標準在水泥標準體系中的位置

為了對水泥窯協同處置城市垃圾等系列廢棄物進行系統管理，我標委會將“水泥窯協同處置”作為體系的一部分進行規范，包括基礎通用、產品標準、方法標準、儀器設備標準和其他，見圖1。

圖1 全國水泥標準化技術委員會體系框圖

3 已發布實施的我國水泥窯協同處置廢物相關標準簡介

我國已發布的水泥窯協同處置方面的標準主要是住房與城鄉建設部和國家標準化管理委員會聯合歸口的設計標準、環保部的排放標準，國家標準化管理委員會歸口的水泥窯協同處置產品標準、重金屬控制標準等。

具體標準如下：

（1）GB 50954-2014水泥窯協同處置垃圾工程設計規范，住房與城鄉建設部。

本規范共分10章，主要技術內容包括：總則，術語，基本規定，總體設計，平面布置，生活垃圾的特性分析及預處理品的品質要求，生活垃圾的接收、儲存與輸送，預處理及協同處置系統，環境保護，勞動安全與職業衛生。

（2）GB50757-2012水泥窯協同處置污泥工程設計規范，住房與城鄉建設部。

本規范共分10章，主要技術內容包括：總則，術語，設計原則，總體設計，污泥接收和分析鑒別，預處理系統，協同處置系統，煙氣凈化系統，污水處理系統，環境保護與職安全衛生。

（3）GB50634-2010水泥窯協同處置工業廢物設計規范，住房城鄉建設部。

本規范共分11章，主要內容包括為：總則，術語，設計原則，工業廢物的處置規模、技術與裝備要求，工業廢物主要類別及品質要求，總平面布置，工業廢物的接收、運輸與貯存，工業廢物預處理系統，水泥窯協同處置工業廢物的接口設計，環境保護，勞動安全、職業衛生。

（4）GB30760-2014水泥窯協同處置固體廢物技術規范，國家標準化管理委員會。

表1 水泥行業協同處置廢棄物的基本原則

本規范共分10章，主要技術內容包括：術語和定義，協同處置固體廢物的鑒別和檢測，處置工藝技術和管理要求，入窯生料和水泥熟料重金屬含量限值及水泥可浸出重金屬含量限值，檢測方法及檢測頻次等。

（5）GB 30485－2013水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準，環境保護部。

該標準規定了協同處置固體廢物水泥窯的設施技術要求，入窯廢物特性要求，運行技術要求，污染物排放限值，生產的水泥產品污染物控制要求，監測和監督管理要求。

（6）GB4915-2013水泥工業大氣污染物排放標準，環境保護部。

該標準規定了水泥制造企業（含獨立粉磨站）、水泥原料礦山、散裝水泥中轉站、水泥制品企業及其生產設施的大氣污染物排放限值、監測和監督管理要求。上述企業排放水污染物、環境噪聲適用相應的國家污染物排放標準，產生固體廢物的鑒別、處理和處置適用相應的國家固體廢物污染控制標準。

（7）CJ/T314-2009城鎮污水處理廠污泥處置水泥熟料生產用泥質，住房與城鄉建設部。

該標準規定了城鎮污水處理廠污泥用于水泥熟料生產的泥質指標、限值、取樣和監測等。

（8）HJ 662-2013水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范，環境保護部。

該標準規定了利用水泥窯協同處置固體廢物的設施選擇、設備建設和改造、操作運行，以及污染控制等方面的環境保護技術要求。

該標準適用于危險廢物、生活垃圾（包括廢塑料、廢橡膠、廢紙、廢輪胎等）、城市和工業污水處理污泥、動植物加工廢物、受污染土壤、應急事件廢物等固體廢物在水泥窯中的協同處置。利用粉煤灰、鋼渣、硫酸渣、高爐礦渣、煤矸石等一般工業固體廢物作為替代原料（包括混合材料），燃料生產的水泥產品參照該標準中第7.2節的規定執行。

4 已報批的水泥窯協同處置生活垃圾標準簡介

為預防城市垃圾跨地區運輸的安全風險，中國建筑材料科學研究總院完成了包括GB/T水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物、GB/T水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物取樣和樣品制備方法、GB/T水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物燃燒特性檢測方法和GB/T水泥窯用耐火材料抗生活垃圾預處理可燃物侵蝕性試驗方法等四個國家標準。主要內容如下：

（1）GB/T水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物標準。

該標準規定了水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物的術語和定義、分級代碼、分級指標要求、試驗方法、檢驗規則、運輸與貯存。該標準適用于將生活垃圾進行加工后再在水泥窯中處置的模式；不適用于不處理，直接在水泥窯中處置的生活垃圾。在該標準的第五章中規定了可燃物的分級要求：“生活垃圾預處理可燃物按收到基發熱量（收到基，ar）分為1級、2級、3級三個等級，1級收到基發熱量≥16MJ/kg、2級收到基發熱量≥8MJ/kg、3級收到基發熱量≥5MJ/kg。生活垃圾預處理可燃物按氯含量（空氣干燥基，ad）分為1級、2級、3級三個等級，1級氯含量≤1.0%、2級氯含量≤1.5%、3級氯含量≤2.0%。生活垃圾預處理可燃物按含水量（收到基，ar）分為1級、2級、3級三個等級，1級含水量≤30%、2級含水量≤40%、3級含水量≤50%。生活垃圾預處理可燃物按灰分（空氣干燥基，ad）分為1級、2級兩個等級，1級灰分≤40%、2級灰分≤50%”。

表2 歐盟廢棄物焚化指令

表3 德國協同處置企業污染物排放要求

表4 美國協同處置窯的排放標準限值

（2）GB/T水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物取樣和樣品制備方法。

該標準規定了水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物取樣方法的術語和定義、取樣原則、取樣方法、取樣工具、取樣質量、樣品的包裝和貯存、取樣報告以及樣品制備原則、儀器設備、制備步驟等。標準中規定了取樣原則：生活垃圾預處理可燃物取樣的目的，是為了獲得一個其試驗結果能代表整批被采可燃物的試驗樣品。取樣方法包括靜止可燃物取樣方法和移動可燃物流取樣方法，其中移動可燃物流取樣方法分為落流取樣法和動流取樣法。取樣過程，是從分布于整批生活垃圾預處理可燃物的多點收集一定數量的樣品，即瞬時樣；然后將各瞬時樣混合縮分后得到混合樣。取樣要求，是被采樣批生活垃圾預處理可燃物的所有顆粒都可能進入取樣設備，每一個顆粒都有相等的機率被采入試樣中。

（3）GB/T水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物燃燒特性檢測方法。

該標準適用于水泥窯協同處置的生活垃圾預處理可燃物的發熱量、灰分、揮發分、起始著火溫度、終止著火溫度和熱重曲線的測定。

（4）GB/T水泥窯用耐火材料抗生活垃圾預處理可燃物侵蝕性試驗方法。

該標準適用于水泥窯用耐火材料抗生活垃圾預處理可燃物侵蝕性的測定。

5 相關國外污染物排放限制

垃圾本身波動就非常大，檢測成本較高。其實，國外水泥窯協同處置中水泥企業和可燃物供貨企業之間的交貨驗收更多是依靠誠信。企業更多是關注污染物排放方面。各國也制定了相關標準，見表2。

德國制定了更加嚴格的污染物排放指標，見表3。

美國協同處置窯2011CISWI標準之MACT排放限值（U.S. EPA 2011c and 2011e），見表4。

6 結 語

水泥窯協同處置固體廢物，尤其是城市垃圾，技術可行，也是絕大多數國家選擇的重要處理方式。我國在這方面進行的系統研究尚不深入，雖然也制定了相關標準，但標準的執行力度還不夠。為了使水泥窯發揮更大的協同處置作用，需要相關部門的共同努力。